300360

解：（1）設4分鐘後小明到達點C，過點C作CD⊥OB於點D，DA即為小明離地的高度，

∵∠COD=

360

24

×4=60°，

∴OD=

1

2

OC=

1

2

×20=10，

∴DA=20-10+1=11（m）．

答：計時4分鐘後小明離地面的高度是11m；

（2）∵11＜OA=20，則小明在摩天輪的下半圓，

∵DA=OA-OD，

∴在Rt△ODC中，OD=21-11=10，OC=20，

∴∠COD=60°，

∴所需時間是

60

360

×24=4分鐘或

300

360

×24=20分鐘；

答：摩天輪啟動4分鐘或20分鐘時，小明離地面的高度達11米；

（3）當高度是31時，同理可解得120°，利用圓的對稱性，可知時間8分鐘，

答：在旋轉壹周的過程中，小明離地面高度在31米以上可以維持8分鐘．